高邊坡防護錨索框架梁施工技術

【摘要】本文依據廣樂高速公路T22合同段K178+760～K178+920段高邊坡為工程實例，著重以錨索框架梁高邊坡防護的施工方法及施工控制要點進行敘述，為以后類似工程提供經驗參考。

【關鍵詞】高邊坡；錨索框架梁；施工

1、前言

在我國交通事業的快速發展過程中，路塹高邊坡穩定性的問題無論對新建或者是已運營的工程都是一個關鍵問題。這對公路邊坡的綜合整治問題提出了越來越高的要求，需從新的角度認識和研究這一問題。它雖然不是公路的主體工程，但卻是輔助工程必不可少的，是路基工程的重要組成部分，路塹高邊坡受到各種不穩定因素的影響，成為滑坡、崩塌等地質災害和工程事故的多發地段，現已引起土木、地質和公路建設等相關領域設計和施工人員的廣泛關注。

2、工程概況

2.1工程簡介

本工程為樂昌至廣州高速公路項目樟市至花東段及韶贛北連接線工程；起訖里為程K176+500～K185+100（短鏈2463.283m），長6.137km，雙向6車道，設計速度120KM/h，路基寬度34.5m。本標段高邊坡共有4段，分別為K176+540～K176+730右側邊坡，YK178+010～YK178+150右側邊坡，YK178+760～YK178+920右側邊坡，YK181+580～YK181+770右側邊坡。其中YK178+760～YK178+920右側邊坡為最高邊坡，高差約84.2m。斜坡坡向126°，坡度為22～28°。高邊坡共五級，一級為錨桿格子梁，二、五級為人字形骨架，三、四級為錨桿、錨索框架梁邊坡防護。

2.2 地質概況

YK178+760～YK178+920右側高邊坡路塹區出露地層為第四系崩坡積層、泥盆系上統天子嶺組及泥盆系桂頭群砂巖，第四系崩坡積層主要為粉質粘土，黃褐色，可塑，土質不均勻，含約10～30%的碎石，碎石母巖成分為灰巖，一般粒徑2～5cm，最大粒徑15cm，厚度16.0～27.2m，分布于整個路塹區。泥盆系掛頭群砂巖青灰色，細粒結構，強風化，裂隙發育，位于邊坡后緣下部。

3、K178+760～K178+920錨索框架梁邊坡防護施工方法

3.1 施工工藝流程

邊坡開挖 鉆孔 錨索施工 壓漿 框架格子梁砼施工 張拉 封錨

3.2 施工前的準備

①在進行邊坡大面積施工前，應進行預應力錨索的基本試驗（圖1），完成試驗報告提交有關監理工程師和設計代表，待試驗報告批準并經設計錨固參數確認或調整后，方可進行預應力錨索工程大面積施工作業。錨索試驗孔位置由監理和設計代表現場確定。在進行基本實驗時試驗孔自由段不注漿，錨固段與自由段之間設置止漿袋，錨固段外側設排氣管，排氣管伸入錨固段內5～10cm，其注漿方法和充滿標準與工程孔相同。

②邊坡成型后，測量人員對已施工完成的坡面依據設計圖紙進行測量確定預應力錨索的位置（圖2）。

錨索基本實驗 （圖1） 錨孔定位（圖2）

f3.3 施工方法

（1） 邊坡開挖

K178+760～K178+920高邊坡三、四級

為錨索框架梁，每級邊坡錨索分三層，在進行第四級錨索施工時，四級邊坡開挖時一次性開挖成型，但是在進行施工錨索張拉時，因坡度長，在張拉最頂上一排錨索時，就得搭設張拉設備的施工平臺，給施工造成不便。在開挖三級邊坡時，為了克服四級邊坡張拉施工搭設工作平臺的難題，在開挖第三級邊坡時，先分層分段開挖錨索最上一排邊坡，完成錨索施工全部的工序后，再進行下一排錨索邊坡施工，逐一循環，避免邊坡全部開挖成型后重新搭設錨索張拉施工平臺。因邊坡地質差，南方雨水多，為防止邊坡開挖后造成邊坡滑塌，邊坡成型后在坡面噴射3cm噴射砼護面，并及時進行邊坡防護，做到開挖一級防護一級。

（2）鉆孔施工

鉆孔定位：邊坡成型后，按照設計圖紙要求用全站儀確定每個錨索鉆孔中心位置。

鉆孔機具的選擇：根據本高邊坡錨固地層情況、鉆孔深度、鉆孔直徑、錨固場地的條件錨索鉆孔采用潛孔鉆，直徑150mm鉆頭。

鉆進方式：高邊坡為崩坡積層，粉質粘土，錨孔采用風動干鉆，不得采用水鉆，以防鉆孔施工惡化坡體地質條件，確保孔壁的粘結性能；根據鉆機使用性能和錨固地層條件嚴格控制鉆孔速度，以防鉆孔扭曲和變徑，造成下錨困難或其它意外事故。

鉆進過程：鉆進過程中應對每個孔的地層變化，鉆進狀態（鉆壓、鉆速）、地下水及一些特殊情況作好現場施工記錄。本高邊坡在進行第四級邊坡第8號錨索孔施工過程中出現塌孔現象，立即進行了停鉆，拔出鉆頭。塌孔原因是地質圍巖破碎，粘土中夾雜碎石，并且出現小的溶洞，對塌孔采取及時進行固壁壓漿處理（灌漿壓力0.2～0.4MPa），待水泥砂漿初凝后，重新掃孔鉆進。在進行四級邊坡第12號錨索鉆孔時，遇見直徑在3～5m的溶洞，鉆孔過程中無法成孔，為解決此類施工技術問題，采用鋼管跟進，跟進鋼管直到穿過溶洞層的辦法成孔。

錨孔清理：鉆進達到設計深度之后，必須穩鉆1～2分鐘，防止孔底塵集，達不到設計孔徑。鉆孔孔壁不得有沉碴及水體粘滯，必須清理干凈。鉆孔完成后，使用高壓空氣（風壓0.2～0.4Mpa）將孔內巖粉及水體全部清除出孔外，降低水泥砂漿與孔壁巖土體的粘結強度。

（3） 錨索施工

a 錨索形式

本工程邊坡錨索由六股фj15.24高強度低松弛鋼絞線組成，預應力錨索長度包括錨固段長度和自由段長度。自由段長度指錨固端到破裂面的錨索長度。本邊坡錨固段長度10米。每排錨索均按設計要求錨入山體，設計鉆孔直徑130mm。

b 錨索制作及安裝

錨索下料長度等于錨索設計長度加外錨墩厚度加張拉千斤頂加錨具厚度以及張拉操作預留量等的總和。制作工序如下：采用機械切割機切割計算準確的下料長度的鋼絞線，嚴禁采用電焊或氣焊切割。對除銹后的鋼絞線涂刷強力防腐涂料，然后在自由段再涂防護油并套上套塑管，套塑管采用PVC軟管，中間不得有接頭和接縫。自由段與錨固段相接處采用粘膠帶或其它止水材料纏封。最后用擴張環、緊箍環等把已處理好的鋼絞線按設計圖紙組合在一起制成錨索，錨索上用一根通至底部的灌漿管。為防止鋼絞線散開，影響設錨，同時避免下錨時，泥土灌入堵塞注漿管，錨固體前端采用錐形導向帽，導向帽牢固地焊于鋼絞線上，錨索組件制作完畢后，人工抬至孔口穿索，穿索時要人工緩慢送入，避免錨索體扭曲。

錨索導向帽 注漿孔口返漿

（4） 注漿

錨孔鉆造完成后，及時安裝錨固體并進行錨孔注漿，一般不超過24小時。

a注漿設備：注漿設備根據設計要求采用的注漿材料、注漿方式和注漿壓力，并結合實際錨固地層情況，綜合確定選用相應注漿設備。

b注漿材料：注漿材料依據設計圖紙要求確定。選用水灰比0.4～0.45的純水泥漿，必要時可以加入一定量的外加劑或摻加劑。為便于注漿，可適當的調整水灰比，但必須滿足強度要求。

C 原材料：水泥采用普通硅酸鹽水泥，不得使用高鋁水泥。

d注漿準備：注漿準備工作除嚴格認真備制原材料配比和必要設備外，在注漿作業開始和中途停止較長時間再作業時，用水或水泥漿潤滑注漿泵及注漿管路。

e注漿漿液：注漿漿液應嚴格按照配合比攪拌均勻，隨攪隨用，漿液應在初凝前用完，并嚴防石塊、雜物混入漿液。

f注漿結束：錨孔灌漿作業采取孔底返漿方式注漿，直至錨孔孔口溢出漿液或排氣管停止排氣時，方可停止注漿。注漿結束后，應將注漿管、注漿槍和注漿套管清洗干凈。

g注漿記錄與試驗：注漿作業過程應做好注漿記錄。同時，每批次注漿都應進行漿體強度試驗，且不得小于兩組，保證滿足設計漿體強度要求。

（5） 錨索框架梁施工

錨索壓漿施工完畢后及時進行框架梁鋼筋安裝，框架梁采用酚醛板制作現場組合拼裝，砼施工前，張拉錨墊板按照設計要求定位并且預埋準確，砼輸送采取砼輸送泵車運送到位，插入式振動棒振搗。框架每隔9～18m設一伸縮縫，縫寬2cm，內填瀝青防水材料。

（6） 張拉

預應力錨索的張拉必須在灌漿體及抑制件、結構物砼工程達到齡期強度后，才能施加預應力，并通過張拉試驗或驗證試驗確定是否滿足設計規定的承載力。

①張拉前的準備：對張拉千斤頂、油表進行標定，計算油表讀數和張拉伸長量。

②初值預拉：錨筋正式張拉前，初值預拉取0.1～0.2倍設計張拉力值對錨筋進行1～2次預張拉，確保錨固體各部分接觸密貼，錨筋體順布平直，使每根鋼絞線處于初始的相同受力狀態。然后安裝張拉千斤頂，使每根鋼絞線上受力均勻。

③預應力張拉：張拉時將施加的預應力值分成3～5級進行循環張拉，每級的張拉荷載為設計張拉力的1/3～1/5。巖層地質可取3級。每次加載，需穩定一段時間，嵌入巖石地層穩定時間在10分鐘左右，土質地層在20分鐘左右。

④錨筋張拉采用超張拉，超張拉力值為設計拉力值的1.1～1.2倍。錨筋張拉力值分兩次張拉作業施加，第一次張拉作業力值為設計張拉力值的一半，第二次張拉作業直至超張拉力值。每次張拉分為5～6級進行，除第一次張拉需要穩定30分鐘外，其余每級持荷穩定時間為5分鐘，并分別記錄每級荷載對應錨筋體的伸長量，并做好記錄。張拉時錨筋體受力要均勻，發現異常情況應分析原因，并及時處理解決。

⑤錨索張拉時，一定要將錨索扶正與工作臺垂直后，再安裝千斤頂，張拉時應設架保證千斤頂與工作臺面垂直，確保各根鋼絞線受力均勻。張拉時應注意安全，張拉千斤頂后絕不能站人。

⑥每次張拉應有完整的原始記錄。

⑦預應力張拉工作班組必須固定，且應在有經驗的預應力張拉工長的指導下進行，不允許臨時工承擔此項工作。

（7） 鎖定封錨

確認錨索承載能力后，全部錨索張拉夠噸位，產生工作效果后，切斷外露的工作鋼絞線，但需在錨具頂面外留80～100mm線頭，不宜留得太短，以防鋼絞線拽滑掉入而失效，然后采用防腐涂料仔細涂刷外露鋼件。在錨孔中補漿后，用C25砼封閉全部外露的錨具及金屬墊板等，保護、防護鎖定頭，使之成為永久錨固工程的組成部分。

錨索鎖定后48小時內若發現有明顯的應力松弛時，應進行補償張拉。

4、結 論

通過對第四級高邊坡錨索施工的工作總結，施工方案進一步優化，加快了后期施工進度，質量、安全保證也得到進一步提升。為以后類似的高邊坡施工提供借鑒和指導的作用。

參考文獻

[1]《公路路基施工技術規范》（JTG F10-2006）。

[2]《建筑邊坡工程技術規范》（GB 50330-2002）。

[3]施工設計圖及合同文件。

[4]廣樂高速公路工程建設標準化管理手冊。